JPH08172460A - スペクトラム拡散信号の送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スペクトラム拡散信号における１次変調方式
を２相位相変調とオフセット４相位相変調との切換方式
にした送信装置及びこれを受信する受信装置。 【構成】 ２相位相変調（BPSK）ブロっクを第１の差動
変換部２、第１のスペクトラム拡散変調部３、及び第１
の位相変調器５等で構成する。又、オフセット４相位相
変調（OQPSK ）ブロックは上記ＢＰＳＫブロックと、第
２の差動変換部８、第２のスペクトラム拡散変調部９、
遅延回路（オフセット）10、及び第２の位相変調器11、
加算器13等で構成する。このＢＰＳＫとＯＱＰＳＫとの
切換のため第１の切換回路１、第２の切換回路14及び第
３の切換回路15を設け、ＢＰＳＫ時は第１の切換回路は
ａ側、第２及び第３の切換回路はオフ、ＯＱＰＳＫ時は
第１の切換回路はｂ側、第２及び第３の切換回路はオン
する。また、ＯＱＰＳＫのため、データをシリアルから
パラレルに変換するデータ配列変換部７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスペクトラム拡散信号の
送信装置及び受信装置に係り、より詳細には、スペクト
ラム拡散信号における１次変調方式を２相位相変調とオ
フセット４相位相変調との切換方式にした送信装置及び
これを受信する受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スペクトラム拡散方式の１次変調
方式としては一般に位相変調（ＰＳＫ）を採用するが、
２相（ＢＰＳＫ）、または４相（ＱＰＳＫ）のいずれか
に固定である。また、仮に、１次変調方式を切り換え式
にした場合、受信機側ではその１次変調方式に対応する
復調器を設け、送信側に合わせて切り換える必要があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】２相位相変調方式、又
は４相位相変調方式にはそれぞれ一長一短がある。従っ
て、伝送するデータの種類、又は伝送路の状況に応じて
変調方式が選択でき、且つ受信装置側も送信側に合わせ
た切り換えを伴うことなく受信できれば好都合である。
本発明はこのような観点からなされたものであり、受信
側における送信側に合わせた切り換えを伴うことなく送
信側１次変調方式を切り換え可能としたスペクトラム拡
散信号の送信装置及びこれを受信する受信装置を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、送信データの
差動変換と、位相変調と、及びスペクトラム拡散変調と
の処理をなし、２相位相変調によるスペクトラム拡散信
号の送信に供する第１の変調処理手段と、送信データを
シリアル配列からパラレル配列に変換するデータ配列変
換手段と、前記データ配列変換手段よりの一方のデータ
の差動変換と、位相変調と、及びスペクトラム拡散変調
との処理をなす第２の変調処理手段と、前記データ配列
変換手段よりの他方のデータの差動変換と、前記第２の
変調処理手段の位相変調に用いる搬送波と位相が９０度
シフトした搬送波を用い、且つ所定の位相オフセットし
たデータによる位相変調と、同第２の変調処理手段のス
ペクトラム拡散変調に用いる拡散符号と同一の拡散符号
によるスペクトラム拡散変調との処理をなし、前記第２
の変調処理手段とともにオフセット４相位相変調による
スペクトラム拡散信号の送信に供する第３の変調処理手
段と、前記第２の変調処理手段よりの信号と前記第３の
変調処理手段よりの信号とを加算する加算手段と、２相
位相変調によるスペクトラム拡散信号で送信するときに
はデータを前記第１の変調処理手段へ送出し、オフセッ
ト４相位相変調によるスペクトラム拡散信号で送信する
ときにはデータを前記データ配列変換手段へ送出するよ
うに切り換える切換手段とを備え、送信するデータに応
じて２相位相変調によるスペクトラム拡散信号、又はオ
フセット４相位相変調によるスペクトラム拡散信号のい
ずれかに切り換えて送信できるようにしたスペクトラム
拡散信号の送信装置及び受信装置を提供するものであ
る。

【０００５】

【作用】

（１）送信側 １次変調方式を２相位相変調（ＢＰＳＫ）とする場合に
は第１の切換回路を第１の変調処理手段を構成する回路
ブロック側へ切り換える。この場合、第２の切換回路及
び第３の切換回路はオープンとなり、第２の変調処理手
段としての回路ブロックは不使用の状態となる。上記切
り換えにより、送信するデータは先ず差動変換され、そ
の後にスペクトラム拡散変調の処理をし、更に２相位相
変調する。これに対し、１次変調方式をオフセット４相
位相変調（ＯＱＰＳＫ）とする場合には第１の切換回路
をデータ配列変換部側へ切り換え、シリアルでなるデー
タをパラレルデータに変換する。また、第１の切換回路
の上記切り換えにより第２の切換回路及び第３の切換回
路がオンする。これにより、第１の変調処理手段を構成
する回路ブロックと、第２の変調処理手段を構成する回
路ブロックとによりオフセット４相位相変調が行われ
る。

【０００６】（２）受信側 スペクトラム拡散復調器（ＳＡＷマッチドフィルタ等）
により拡散復調して得られる相関信号において、送信が
ＯＱＰＳＫの場合にはＢＰＳＫの場合の相関出力の中間
位置にＱ軸の相関信号が現れる。従って、遅延検波を構
成する遅延回路の遅延時間をＢＰＳＫの１周期の時間と
することでＢＰＳＫ、ＯＱＰＳＫの双方について正常な
遅延検波が行われる。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明によるスペクト
ラム拡散信号の送信装置及び受信装置を説明する。図１
は本発明によるスペクトラム拡散信号の送信装置の一実
施例を示す要部ブロック図、図２は同送信装置に対応す
る受信装置である。図１において、Diは送信するデー
タ、１は１次変調方式としての２相位相変調（以下、
「ＢＰＳＫ」と記す）、又はオフセット４相位相変調
（以下、「ＯＱＰＳＫ」と記す）とを切り換える第１の
切換回路、２はデータを差動変換する第１の差動変換
部、３は拡散符号発生器４よりの拡散符号でスペクトラ
ム拡散変調をなす第１のスペクトラム拡散変調部、５は
搬送波発振器６よりの搬送波について２相位相変調をな
す第１の位相変調器（ＰＳＫ）、７はデータD1をシリア
ルからパラレルに変換するデータ配列変換部、８は前記
第１の差動変換部と同様の第２の差動変換部、９は前記
第１のスペクトラム拡散変調部に用いる拡散符号と同一
の拡散符号を使用してスペクトラム拡散変調をなす第２
のスペクトラム拡散変調部、10は所定位相シフト（オフ
セット）する遅延回路、11は前記第１の位相変調器５に
対し、90度位相がシフト（90度移相器12）した搬送波に
つて２相位相変調をなす第２の位相変調器（ＰＳＫ）、
13は第１の位相変調器５よりの信号と第２の位相変調器
11よりの信号とを加算する加算器、14及び15は第１の切
換回路１と連動してオンオフする第２の切換回路及び第
３の切換回路である。また、図２において、S1は中間周
波信号に変換後のスペクトラム拡散信号、21はスペクト
ラム拡散復調器の一例としてのＳＡＷ（表面弾性波）マ
ッチドフィルタ、22は相関信号S2を所定時間遅延する遅
延回路、23は遅延検波をなす遅延検波器、24は所要の検
波信号のみを通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
25はＬＰＦ24よりの信号を基にクロック生成部26よりの
クロック信号を用いてデータ判別するデータ判別部であ
る。

【０００８】次に、本発明の動作につき送信（図１）、
受信（図２）に分けて説明する。 〔１〕送信側（図１） （１ー１）２相位相変調の場合 データを２相位相変調する場合、第１の切換回路１は図
示のａ側へ切り換え、第１の差動変換部２でデータを差
動変換する。差動変換とは伝送路上の信号の変化分（差
分）に対して情報を担わせる操作であり、ディジタル伝
送技術の１つである。この差動変換する目的は受信側で
の遅延検波を可能とするためである。差動変換部２より
のデータと所定の拡散符号（ＰＮ符号等）とによりスペ
クトラム拡散変調をする（第１のスペクトラム拡散変調
部３）。同拡散変調後の信号について２相位相変調する
（第１の位相変調器５）。この２相位相変調出力が送信
信号となる。

【０００９】（１ー２）４相位相変調の場合 データを４相位相変調する場合には第１の切換回路１を
図示のｂ側へ切り換ええ、データ配列変換部７でシリア
ル（直列）配列のデータDiをパラレル（並列）配列のデ
ータに変換する。これは４相位相変調の処理をするため
である。また、第１の切換回路１をｂ側に切り換えたと
きにはこれに連動する第２の切換回路14及び第３の切換
回路15はオンする。従って、パラレル変換されたデータ
各々が第１の差動変換部２及び第２の差動変換部８へ送
られ、それぞれデータが差動変換される。第１の差動変
換部２以降の信号処理については前記と同処理である。
第２の差動変換部８よりのデータと、第１のスペクトラ
ム拡散変調部３による拡散変調と同一の拡散符号とによ
りスペクトラム拡散変調をする（第２の拡散変調部
９）。同一の拡散符号を用いるのは受信側の拡散復調器
をＢＰＳＫ、ＯＱＰＳＫに共通使用できるようにするた
めである。

【００１０】拡散復調後の信号を遅延回路10で所定の位
相遅延（オフセット）する。このオフセットする目的は
第１の位相変調器５の出力と、第２の位相変調器11の出
力とが、受信側復調出力である相関信号（後述図２S2）
において交互且つ等間隔の配置になるようにするためで
ある。この遅延回路10よりの信号で２相位相変調する
（第２の位相変調器11）。同第２の位相変調器11に使用
する搬送波は、４相位相変調のため第１の位相変調器５
の搬送波に対し90度位相を遅らせる。つまり、第１の位
相変調器５側がＩ軸に対応し、第２の位相変調器10側が
Ｑ軸に対応する。第１の位相変調器５よりの変調信号
と、第３の切換回路14を経た第２の位相変調器11より変
調信号とが加算器13で加算され、同加算出力が送信され
る。

【００１１】〔２〕受信側（図２） 受信されたＢＰＳＫ、又はＯＱＰＳＫのスペクトラム拡
散信号は中間周波数のスペクトラム拡散信号S1に変換さ
れ、拡散復調器としてのＳＡＷマッチドフィルタ21に送
られる。同ＳＡＷマッチドフィルタ21は拡散復調して相
関信号S2を出力する。同相関信号S2は遅延検波器23と遅
延回路22とへ分岐する。同遅延回路22の遅延時間T1はＢ
ＰＳＫ時の相関信号１周期分である。いま、拡散信号S1
がＢＰＳＫの信号である場合、遅延検波器23は現入力の
ＢＰＳＫに係る相関信号と遅延回路22を経た前記１周期
前の相関信号とを乗算し、遅延検波する。この検波信号
には中間周波数成分が含まれているのでＬＰＦ24で除去
し、検波データDoのみを取り出す。図３（Ａ）はＢＰＳ
Ｋの場合の相関信号出力S2を示す。図中のT1が相関信号
１周期を示し、このT1が前記遅延回路22の遅延時間であ
る。

【００１２】一方、拡散信号S1がＯＱＰＳＫの信号であ
る場合、相関信号S2は前述のＩ軸に対応する復調信号Si
と、Ｑ軸に対応する復調信号Sqとが図３（Ｂ）に示すよ
うに交互且つ等間隔て配列された信号となる。このよう
な信号配列とするために送信側でオフセットするもので
ある（図１遅延回路10）。この復調信号Siと同Sqとの時
間T2は前記T1（Ａ図）の１／２である。このSiとSqの配
列からなる相関信号S2が遅延時間T1の遅延回路22を通る
とその出力は、遅延検波器23に入力する相関信号がSi時
にはSiとなり、Sq時にはSqとなって同種の信号で常に一
致する。つまり、SiとSqとが交互に出力され、両者は直
列となる。このことは、後段でのパラレル配列のデータ
を最終的に必要とするシリアル配列に変換する処理が不
要となることを意味する。以上のように、送信信号がＢ
ＰＳＫのスペクトラム拡散信号、又はＯＱＰＳＫのスペ
クトラム拡散信号の何れの場合にも共通の回路で検波で
きる。また、ＬＰＦ24からの検波信号Doを基にしたデー
タ判別（データ判別回路25）に要するクロック信号も相
関信号S2を基に生成することでＯＱＰＳＫ時には自動的
にＢＰＳＫ時の２倍の周期に自動追従させることができ
る（クロック生成部26）。また、ＢＰＳＫ時にも所要の
クロックが生成される。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
信装置側の送信信号に応じた切り換えを伴うことなく２
相位相変調（ＢＰＳＫ）のスペクトラム拡散信号、又は
オフセット４相位相変調（ＯＱＰＳＫ）のスペクトラム
拡散信号を切り換えて送信することができる。これによ
り、送信するデータの種類、又は伝送路の状況に応じた
通信が可能となり、変調方式が固定であった従来の通信
に比し効率の良い通信ができることとなる。ＢＰＳＫと
ＱＰＳＫとを比較した場合、ＱＰＳＫは伝送速度の点で
ＢＰＳＫの２倍の高速となる反面、ＢＥＲ（符号誤り
率）の点でＢＰＳＫに対し劣る。従って、緊急時や伝送
路の状況が悪い場合にも通信距離を伸ばしたいときには
ＢＰＳＫを使用し、伝送路の状況がよく、画像伝送等の
大容量伝送を行うときにはＯＱＰＳＫを使用するという
選択ができる。また、ＯＱＰＳＫ時にも受信装置側では
Ｉ軸成分とＱ軸成分とが交互に復調されるのでパラレル
配列をシリアル配列のデータに変換する処理が不要とす
る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスペクトラム拡散信号送信装置を
示す要部ブロック図である。

【図２】図１の送信装置によるスペクトラム拡散信号の
受信装置を示す要部ブロック図である。

【図３】図１及び図２を説明するための相関信号波形図
てあり、（Ａ）は２相位相変調の場合、（Ｂ）はオフセ
ット４相位相変調の場合を示す。

【符号の説明】

Di 送信データ １ 第１の切換回路 ２ 第１の差動変換部 ３ 第１のスペクトラム拡散変調部 ５ 第１の位相変調器（ＰＳＫ） ７ データ配列変換部 ８ 第２の差動変換部 ９ 第２のスペクトラム拡散変調部 10 遅延回路 11 第２の位相変調器（ＰＳＫ） 12 ９０度移相器 13 加算器 14 第２の切換回路 15 第３の切換回路 21 ＳＡＷマッチドフィルタ 22 遅延回路 23 遅延検波器 S2 相関信号

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【手続補正書】

【提出日】平成７年２月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】 図１及び図２を説明するための相関信号波形
図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信データの差動変換と、位相変調と、
   及びスペクトラム拡散変調との処理をなし、２相位相変
   調によるスペクトラム拡散信号の送信に供する第１の変
   調処理手段と、送信データをシリアル配列からパラレル
   配列に変換するデータ配列変換手段と、前記データ配列
   変換手段よりの一方のデータの差動変換と、位相変調
   と、及びスペクトラム拡散変調との処理をなす第２の変
   調処理手段と、前記データ配列変換手段よりの他方のデ
   ータの差動変換と、前記第２の変調処理手段の位相変調
   に用いる搬送波と位相が９０度シフトした搬送波を用
   い、且つ所定の位相オフセットしたデータによる位相変
   調と、同第２の変調処理手段のスペクトラム拡散変調に
   用いる拡散符号と同一の拡散符号によるスペクトラム拡
   散変調との処理をなし、前記第２の変調処理手段ととも
   にオフセット４相位相変調によるスペクトラム拡散信号
   の送信に供する第３の変調処理手段と、前記第２の変調
   処理手段よりの信号と前記第３の変調処理手段よりの信
   号とを加算する加算手段と、２相位相変調によるスペク
   トラム拡散信号で送信するときにはデータを前記第１の
   変調処理手段へ送出し、オフセット４相位相変調による
   スペクトラム拡散信号で送信するときにはデータを前記
   データ配列変換手段へ送出するように切り換える切換手
   段とを備え、送信するデータに応じて２相位相変調によ
   るスペクトラム拡散信号、又はオフセット４相位相変調
   によるスペクトラム拡散信号のいずれかに切り換えて送
   信できるようにしたことを特徴とするスペクトラム拡散
   信号の送信装置。
2. 【請求項２】 前記データ配列変換手段と前記第２の変
   調処理手段との間に設け、４相位相変調を選択するとき
   にオンする第２の切換手段と、前記第３の変調処理手段
   と加算手段との間に設け、４相位相変調を選択するとき
   にオンする第３の切換手段とを備えるとともに前記切換
   手段で２相位相変調を選択するときにはデータを同第２
   の変調処理手段へ送出するようにし、同第２の変調処理
   手段が前記第１の変調処理手段を兼ねるようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載のスペクトラム拡散信号の送
   信装置。
3. 【請求項３】 前記第３の変調処理手段を、送信データ
   を差動変換する差動変換部と、前記差動変換部よりのデ
   ータと所定拡散符号とでスペクトラム拡散変調するスペ
   クトラム拡散変調部と、前記スペクトラム拡散変調部よ
   りの信号を所定位相オフセットする遅延回路と、前記遅
   延回路よりの信号で所定の位相変調をなす位相変調部と
   で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   のスペクトラム拡散信号の送信装置。
4. 【請求項４】 受信したスペクトラム拡散信号を中間周
   波信号に変換し、同中間周波信号をスペクトラム拡散復
   調して相関信号を得、同相関信号と、同相関信号を遅延
   回路により所定時間遅延した信号とを乗算することで遅
   延検波して検波信号を得、同検波信号を基に所要のクロ
   ック信号を用いてデータ判別するようにしてなるスペク
   トラム拡散信号受信装置において、前記遅延回路の遅延
   時間を、前記送信信号が２相位相変調である場合の前記
   相関信号１周期の時間としたことを特徴とするスペクト
   ラム拡散信号の受信装置。
5. 【請求項５】 前記受信装置における所要のクロック信
   号の生成を、クロック信号生成部を設け、前記相関信号
   を基にして生成するようにしたことを特徴とする請求項
   ４記載のスペクトラム拡散信号の受信装置。